中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心賴毓霄團(tuán)隊(duì)在骨水泥性能提升及成骨活性方面的研究取得進(jìn)展。相應(yīng)成果為“Li CR, Sun JQ, Shi KA, et al. Preparation and evaluation of osteogenicnano-MgO/PMMA bone cement for bone healing in a rat critical size calvarial defect [J]. Journal of Materials Chemistry B, 2020, 8: 4575-4586(生物活性納米氧化鎂/PMMA 骨水泥的制備及其在大鼠臨界性骨缺損中的骨修復(fù)作用研究)”。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥廣泛用于臨床填充骨間隙、骨髓腔、骨腫瘤移除后的空缺或骨質(zhì)疏松癥引起的骨缺損，但由于其操作性能有限(固化溫度過高引起周圍組織損傷，固化時(shí)間短則導(dǎo)致手術(shù)操作要求高)，抗壓性能過高、以及其生物惰性不能與宿主骨組織形成有機(jī)的化學(xué)界面結(jié)合、缺乏骨愈合所需的成骨活性等不足，使其臨床應(yīng)用效果不佳。該研究通過將 PMMA 骨水泥與生物活性納米氧化鎂顆粒(nano-MgO)復(fù)合，制備一種具有良好操作性能與力學(xué)性能、生物相容性與成骨活性的骨水泥。

具體地，將生物活性顆粒 nana-MgO 與 PMMA 按不同配比(0%、5%、10%、15%、20%)物理共混作為粉劑，甲基丙烯酸甲酯單體(MMA)作為液劑制備一系列 nana-MgO/PMMA 骨水泥。隨后，對(duì)所制備骨水泥的物理結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成、可操作性能與力學(xué)性能進(jìn)行表征，并對(duì)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)與體內(nèi)骨缺損修復(fù)效果進(jìn)行對(duì)比研究。

結(jié)果顯示，nano-MgO 的加入可有效調(diào)控 PMMA 的可操作性能、適當(dāng)降低骨水泥的抗壓性能；鎂離子(Mg2＋)持續(xù)緩慢地釋放可促進(jìn)體外細(xì)胞增殖與粘附、提高骨水泥的成骨活性。同時(shí)體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，加入 15% 的 nano-MgO 能促進(jìn)骨缺損部位新骨生成，且促進(jìn)植入材料與宿主骨組織有效的界面結(jié)合。

該研究成功地制備了一種具有良好操作性能與力學(xué)性能、生物相容性與成骨活性的骨水泥 nano-MgO/PMMA，該骨水泥在關(guān)節(jié)固定以及骨缺損填充領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

骨水泥的制備與評(píng)價(jià)示意圖